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出版者:机械工业出版社

作者:刘镇昌

出品人:

页数:287

译者:

出版时间:2005-8

价格:26.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787111168041

丛书系列:

图书标签:

• 制造工艺
• 实训
• 教程
• 机械制造
• 工业技术
• 职业教育
• 技能培训
• 实验指导
• 工科
• 实践操作

好的，这是一本关于现代工业设计与材料科学的综合性教材的详细介绍，旨在为读者提供一个广阔的视角，涵盖从概念构思到成品实现的完整流程。 --- 《现代工业设计与先进材料应用》 图书简介 本教材深入探讨了当代工业设计领域的核心理念、关键流程以及前沿技术，尤其聚焦于先进材料在产品创新中的集成应用。全书结构严谨，内容涵盖面广，旨在培养读者将设计思维、工程原理与材料科学知识融会贯通的综合能力。 第一部分：设计思维与创新方法论 本部分首先奠定了现代工业设计的基础，强调设计不仅仅是美学表达，更是一种解决问题的系统化方法。 第一章：设计哲学的演变与当代挑战 本章追溯了工业设计从功能主义到用户中心设计的历史脉络。重点剖析了可持续性、循环经济以及数字化转型对当代设计实践提出的新要求。我们将探讨如何通过设计来应对气候变化、资源短缺和快速迭代的技术环境。内容包括设计伦理的建立，以及如何平衡商业目标、用户需求与社会责任。 第二章：以人为本的设计（HCD）与用户体验（UX） 本章详细介绍了以人为本的设计流程，包括人种学研究、情境观察、用户画像的构建与情境地图的绘制。深入讲解了设计思维（Design Thinking）的五个阶段——移情、定义、构思、原型和测试——并提供了大量案例分析，展示如何通过迭代反馈循环来优化产品的功能性与情感连接。特别强调了无障碍设计和包容性设计的重要性。 第三章：概念生成与快速原型制作 本章侧重于创意的发散与收敛。介绍了一系列概念激发技术，如头脑风暴的升级方法、形态联想、逆向工程思维。随后，重点阐述了从低保真到高保真的原型制作技术。这不仅包括传统的草图和模型制作，更深入讲解了参数化设计在快速形态探索中的应用。读者将学习如何高效地将抽象概念转化为可评估的物理或数字模型。 第二部分：材料科学基础与工程化选择 本部分是全书的理论核心，旨在弥合设计美学与材料性能之间的鸿沟。材料的选择往往决定了产品的最终形态、成本、耐用性和生命周期。 第四章：结构材料的性能矩阵 本章系统梳理了四大类基础结构材料：金属合金（铝、钛、钢的特殊应用）、高分子材料（工程塑料、复合树脂）、陶瓷材料及其在极端环境下的应用。每一个材料体系都配有详细的性能图谱，对比分析了它们的比强度、刚度、疲劳极限、耐腐蚀性和导热/导电特性。重点分析了轻量化设计中材料配比的优化策略。 第五章：先进功能性材料的突破 本章聚焦于推动现代工业进步的前沿材料。深入介绍智能材料（如形状记忆合金、电活性聚合物）、纳米材料（碳纳米管、石墨烯在结构增强中的潜力）以及生物基和可降解材料的最新发展。探讨了这些材料如何赋予产品全新的交互方式和自我修复能力。 第六章：增材制造（3D打印）与材料适应性 增材制造技术彻底改变了设计自由度和生产模式。本章详细剖析了主流3D打印技术（SLM, FDM, SLA等）对材料粉末和液态树脂的要求。重点分析了如何针对特定的增材制造工艺来设计几何结构，以最大化材料的性能优势，同时克服各向异性等固有挑战。 第三部分：制造工艺与集成化生产 本部分将设计与材料知识转化为可实施的制造方案，探讨如何将复杂的概念转化为高效、高质量的工业化产品。 第七章：传统与现代成型工艺的深度解析 对塑性加工（锻压、轧制）、铸造、注塑成型、吹塑成型等经典工艺进行了详尽的力学分析。对于注塑成型，深入讲解了流动分析（Mold-flow analysis）在优化浇口位置、冷却时间和壁厚分布中的应用，确保设计意图在生产中得以精确复现。 第八章：表面处理、连接与组装技术 产品的最终性能往往依赖于表面处理。本章涵盖了先进的表面改性技术，如PVD/CVD镀膜、电化学处理、阳极氧化等，及其对耐磨性、美观度和功能性的影响。在连接技术上，对比分析了焊接、铆接、结构胶粘接以及先进的机械紧固件的应用场景，强调了连接方式对整体结构强度的影响。 第九章：面向制造的设计（DFM）与成本控制 本章是设计走向工程落地的关键。系统性地介绍了面向装配的设计（DFA）原则，旨在简化工序、减少零件数量和缩短装配时间。通过实际案例，展示了如何通过调整拔模角度、公差配合和材料选择，在不牺牲设计性能的前提下，显著降低制造成本和时间。 第四部分：数字化工具与未来展望 本部分着眼于工业4.0背景下的设计与制造集成。 第十章：计算机辅助工程（CAE）在验证中的作用 详细讲解了有限元分析（FEA）在结构强度、热应力、模态分析中的应用。强调了CAE不只是事后验证工具，而应在概念设计阶段就介入，指导参数的初步设定。内容还包括计算流体力学（CFD）在气动/水动力优化中的应用。 第十一章：产品生命周期管理（PLM）与数字孪生 介绍了PLM系统如何贯穿产品从概念到报废的整个生命周期，实现跨部门数据的无缝流转。特别引入了数字孪生的概念，探讨如何利用实时数据反馈来优化已部署产品的性能和维护策略，从而实现持续的设计改进。 附录：设计标准与法规遵循 提供了国际上主要的材料与工艺标准（如ASTM, ISO标准的部分介绍），以及在电子产品、医疗器械等特定领域需要遵循的安全与环保法规，作为设计决策的必要参考。 本书旨在为工程技术人员、产品设计师以及高年级本科生和研究生提供一个全面、深入且极具实践指导价值的学习资源，帮助他们构建一个跨学科的知识体系，驾驭复杂产品的创新与实现。

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这本书的装帧设计真是让我眼前一亮。封面采用了哑光质感的纸张，触感非常舒服，而且上面的文字排版简洁而大气，没有那种市面上常见教科书的廉价感。内页的纸张也选得很好，既不容易反光，又方便长时间阅读，油墨的清晰度也达到了专业水准，即便是复杂的机械图纸，细节也能看得很清楚，这一点对于需要精确参考的读者来说简直太重要了。我尤其欣赏的是它在章节标题和内文排版上的用心，图文并茂，逻辑层次分明，不是那种密密麻麻挤在一起的文字堆砌，让人在翻阅时有一种清晰的引导感。虽然内容本身是严肃的技术主题，但整体的阅读体验却非常流畅和愉悦，让人愿意主动去探索接下来的知识点。看得出，出版方在设计和制作环节上确实下了真功夫，这绝不是一本随便凑数的教材可以比拟的，光是捧在手里的分量和质感，就让人觉得物有所值，甚至可以作为我们工作室的参考资料收藏起来。

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我必须得说，这本书的理论深度和实践指导性达到了一个非常令人称赞的平衡点。很多技术手册往往要么过于侧重抽象的原理推导，让初学者望而却步，要么就是简单粗暴地罗列操作步骤，缺乏背后的科学逻辑。然而，这本书成功地在这两者之间架起了一座坚实的桥梁。它没有回避那些复杂的物理和材料学基础，而是用非常生活化、贴近实际生产场景的语言进行阐述，让人在理解“为什么”的同时，也清楚地知道“该怎么做”。我特别留意了其中关于特定加工误差分析的那一章，作者不仅给出了标准的判定模型，还结合了实际车间遇到的常见故障案例进行了剖析，这种“理论指导实践，实践反哺理论”的结构安排，极大地提升了学习的效率和代入感。对于我们团队中那些需要从基础迅速提升到能独立解决问题的工程师而言，这本书无疑提供了一个结构化的、可快速上手的学习路径，它不是在“教你炒菜”，而是在“教你认识食材和火候的奥秘”。

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这本书的语言风格极其严谨，但又带着一种老工程师特有的那种务实和不苟言笑的幽默感。它几乎没有使用那些浮夸的、自我标榜的宣传性词汇，一切都基于数据和经验说话。我翻到介绍几种新型复合材料加工难点的部分，作者没有回避现有技术的局限性，而是坦诚地指出了当前工艺的瓶颈所在，并且针对这些瓶颈提出了几种可行的、经过验证的“曲线救国”的临时解决方案。这种直面问题的态度，比那些只报喜不报忧的资料要宝贵得多。它让你感觉你不是在跟一个书本对话，而是在听一位经验丰富的老师傅在车间角落里跟你“交底”，分享那些不常在标准操作规程中出现的“行业秘诀”。正是这种真实性和透明度，让我对书中所传授的知识的可靠性深信不疑。

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从目录的结构来看，我感觉作者对整个制造流程的认知是极其系统和全面的。它似乎不是简单地将不同的工艺方法堆砌在一起，而是构建了一个由粗到精、由表及里的知识体系。比如，在涉及模具设计与制造的部分，我注意到它不仅仅停留在尺寸的标注上，还深入探讨了拔模角的合理选取对后续脱模效率和产品表面质量的影响，甚至关联到了注塑机的选型和冷却系统的设计。这种跨学科、全流程的视角，对于培养具有大局观的工程师至关重要。我过去阅读过一些专注于单一工序的书籍，读完后总感觉知识是零散的，但这本书的好处就在于，它能让你清晰地看到，上一个工序的微小瑕疵是如何在高精度要求的后续工序中被放大和处理的。这种对“链条”完整性的关注，使得阅读过程变成了一种对现代制造业整体流程的复盘和优化训练。

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我特别欣赏这本书在辅助资源和图示运用上的细致程度。在讲解一些复杂的三维形位公差控制时，很多书会用晦涩的几何语言来描述，结果是越看越糊涂。这本书则大量采用了剖面图、爆炸图以及关键区域的放大示意图，甚至有些示意图还加入了颜色编码来区分不同的加工区域或应力集中点。更难得的是，它似乎预设了读者在阅读过程中可能产生的疑问，并在关键点旁标注了“注意”或“常见误区”，有效地帮助读者避免了知识的盲区。例如，关于数控编程中刀具半径补偿的设置，它不仅解释了原理，还配上了程序代码片段和模拟机床的界面截图，让理论和实际操作的界面实现了完美对接。这种细致入微的图文编排，极大地降低了技术学习的门槛，让复杂的技术概念变得触手可及，是真正做到了“授人以渔”的典范。

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